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Die Siebpartie … Teil 1

… einer Papiermaschine formiert aus der aufströmenden Faserstoffsuspension ein flächiges Gebilde; dies ist die Basis für das spätere Papier.

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Der Bildung dieses flächigen Gefüges, des Faservlies“ aus Fasern, Füllstoffen und Hilfsstoffen, in der Siebpartie liegen die Gesetzmäßigkeiten der Filtration und des Eindickens zugrunde. Diese Hauptprozesse werden durch verschiedenste Einrichtungen innerhalb der Siebpartie unterstützt und umgesetzt.

Filtration ist ein Verfahren zur Trennung oder Reinigung eines Mediums, meist einer Suspension und zählt zu den mechanischen Trennverfahren.

Das zu trennende Gemisch muss durch einen Filter laufen, der zum Beispiel aus Papier, Textilgewebe oder Metall besteht. Uns fallen sofort Beispiele aus dem Alltag ein wie zum Beispiel Kaffee kochen mit einem Papierfilter oder beim Spaghetti kochen das Abgießen der Nudeln über ein Küchensieb.

Filtration braucht auch seine Zeit, denn alle Filtermaterialien stellen einen Widerstand gegenüber allen Partikeln des zu trennenden Gemisches dar. Nach einer gewissen Zeit bildet sich aus den zurückgehaltenen Partikeln je nach dem angewandten Filterverfahren eine Schicht auf dem Trennelement. Das sich aufbauende Material wird Filtermasse beziehungsweise auch Filterkuchen genannt. Alles das, was durch den Filter oder das Sieb geht, ist in der Regel flüssig und wird als das Filtrat bezeichnet.

Die Ablagerungen der zurückgehaltenen Stoffe auf dem Trennelement nehmen weiter zu und auch die Poren beziehungsweise Zwischenräume in der Filtermasse verkleinern sich. Die Wirkung kommt klar zum Vorschein. Einerseits verzögert sich das Durchlassen des Filtrats durch das Trennelement deutlich. Andererseits baut sich mehr Masse auf und dickt mehr und mehr ein. Eindicken bedeutet, einfach ausgedrückt, eine Masse zähflüssiger zu machen, also, die Feststoffe in einem Gemisch nehmen zu. Als Ergebnis der Filtration entstehen auf der einen Seite des Trennelements das Filtrat und auf der anderen Seite der eingedickte Filterkuchen.

In der Siebpartie nimmt das flache, kontinuierlich umlaufende Sieb den Stoffstrahl auf. Mit der einsetzenden Filtration beginnt nun der Prozess der Blattbildung und am Ende des Siebes ist der Faserstoff eingedickt.

Natürlich spielen hier die Beschaffenheit des Siebes und die Anzahl der offenen Stellen sowie deren Größe eine entscheidende Rolle. Allgemein ist das Sieb der Papiermaschine ein Gewebe aus Kunststofffäden, welches auf großen modernen Webstühlen hergestellt wird. Die Siebe können, angepasst an die zu erzeugende Papierqualität, aus mehreren Lagen bestehen und bilden somit ein relativ dichtes Gewebe.

Die offene Maschenweite kann zwischen circa 0,1 bis etwa 0,2 mm liegen. Bei den charakteristischen Größenangaben einer Faser – lang und schlank – müsste diese schon senkrecht auf das Sieb fallen um „durchzurutschen“. Somit ist von dieser Seite schon mal eine gute Basis gegeben, dass die Fasern sich ablegen können. Ein weiterer positiver Aspekt ist der flach aus dem Stoffauflauf austretende Stoffstrahl. Das Sieb ist offen und bereit, das Stoffwassergemisch aufzunehmen und wie nicht anders zu erwarten, beginnt sofort die Entwässerung. Nach und nach fangen auch die Fasern an, sich auf dem Sieb neben- und übereinander abzulegen.

Dieser Vorgang vollzieht sich immer weiter und weiter und die vielen Fasern verdichten sich mehr und mehr zu einer zunehmenden Verfilzung. Als Ergebnis entsteht eine Fasermatte, welche am Ende der Siebpartie immer noch etwa 80 Prozent Wasser enthält. Allerdings ist zu diesem Zeitpunkt die Blattbildung längst abgeschlossen, aber dazu mehr in der nächsten Ausgabe von Papier + Technik.

Einfach gesehen entsteht so ein einlagiges Papier. Dabei legen sich die Fasern infolge des Filtrationsprozesses weitestgehend lagenförmig übereinander ab und ein hoher Anteil verfilzt dabei. Ferner findet in der Blattebene dabei eine Ausrichtung der Fasern meist in Laufrichtung des Siebes statt. Die Füll-, Fein- und Hilfsstoffe verteilen sich dabei nicht unbedingt gleichmäßig im Blattaufbau.

Insgesamt bestehen die Aufgaben der Siebpartie darin, das Stoffwassergemisch zu entwässern sowie daraus ein Blatt zu bilden. Auch muss das Sieb die sich bildende zusätzliche Filterschicht zur Übergabe in die Pressenpartie transportieren.